九版初中物理教材对比及教学启示——以＂平面镜成像＂内容为例

《中学物理教学参考》2026年9月第58~62页刊登文章，作者高峰，江苏淮安涟水县教师发展中心；孙中洋，江苏淮安涟水县淮浦学校。文章对2024年九个版本初中物理教材中"平面镜成像"内容的整体编排逻辑、虚像概念处理方式，以及"探究平面镜成像的特点"实验设计进行深度比较，分析各版本教材实验探究活动在设计逻辑、证据获取与结论归纳等维度的异同与编写特色，梳理各版本教材在落实科学探究要求过程中的价值取向，为一线教学与教材二次开发提供有益参考。基金项目：江苏省2025年基础教育内涵建设项目"基于共同体的省域初中物理教研方式创新实践研究"，项目编号：2025NHJS/ KCJX /119.

原文

《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称《新课标》）在课程内容一级主题"实验探究"中明确指出："（4.2.7）探究平面镜成像的特点（用蜡烛或其他物品、平板玻璃、刻度尺、白纸等，探究平面镜成像时，像的大小、位置、虚实等有什么特点）"为学生探究类必做实验之一，要求"（2.3.4）通过实验，探究（并了解）平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点及应用"。平面镜成像内容既是光的反射规律的重要应用，也是学生首次系统接触并探究"像"这一核心概念的学习内容，能够为后续凸透镜成像相关知识的学习奠定重要的方法论基础。《新课标》着重强调科学探究的"过程性"要求，弱化了对平面镜成像对称性的终结性识记要求，为各版本初中物理教材的内容编写提供了核心依据。

现行九个版本初中物理教材在课程内容呈现方式、探究活动设计逻辑、概念引入角度等方面，均呈现出丰富多元的编写特色与价值取向。本文将从教材编写逻辑的视角切入，从"整体编排逻辑""虚像概念处理""实验探究设计"等分析维度对九个版本教材开展系统分析。

对比九个版本初中物理新教材中"平面镜成像"内容的整体编排，依据内容组织方式，可将其编排方式划分为"探究前置型""概念先行型"与"递进融合型"三类。

人教版与教科版教材采用"探究前置型"的编排逻辑。人教版通过问题情境激发学生的探究动机，其教师教学用书明确指出，该教材"包含两个课程标准要求的科学探究活动，探究光的反射定律和探究平面镜成像的特点是以科学探究的思路进行设计的"。教科版教材直接将"实验探究"纳入内容标题，以"实验探究：平面镜成像的特点"这一命名凸显探究的物理学科本质。

沪科版与鲁科五四版教材采用"概念先行型"的编排方式，将虚像概念安排在实验探究环节之前。沪科版教材先通过"加油站"栏目介绍实像与虚像的基本概念，再安排实验探究内容；鲁科五四版教材则在实验探究前结合"猴子捞月"的经典情境，完成虚像概念的初步引入。

另有部分版本教材，如沪科五四版教材采用"递进融合型"的编排方式，将概念建构融入实验探究的推进过程，在实验操作中渗透概念讲解，提出"平面镜所成的能被人眼观察到但不能呈现在光屏上的像是虚像"。

1.2  探究实验名称与定位

各版本探究实验的名称虽大多围绕"平面镜成像的特点"展开，但表述有所不同，如表1所示。

由表1可知，各版本均将该实验定位为学生必做的探究性实验，这与《新课标》的要求高度一致。人教版、北师大版、苏科版均以学生实验或实验栏目标注，突出学生的主体地位；沪科版采用"实验：探究平面镜成像的特点"的标题，强调探究的核心精神；教科版将实验命名为实验探究，体现探究与实验的深度融合。值得关注的是，所有版本都不约而同地选用平板玻璃来替代平面镜，方便学生确定虚像的位置和比较像与物体的大小。

1.3  虚像概念处理策略的异彩纷呈

虚像概念是平面镜成像教学的难点，九版教材对虚像概念的处理呈现出鲜明差异，如表2所示。

由表2可知，鲁科版新教材改变传统的做法，尝试将实像与虚像的内容安排在探究平面镜成像的特点之前，对于实像与虚像概念，结合实例从能量观念的角度阐述实像与虚像的不同成因，体现了从"能量守恒"学科大概念统摄教学的编写意图；苏科版在实验探究过程中设置"信息快递"栏目界定虚像概念；北师大（李春密）版在实验探究后用"相关链接"详细解释成像原理；沪科粤教版没有设置系统介绍虚像的独立板块。这种差异折射出教材编者在科学概念教学时序安排上的深层考量。

1.4  数学工具"对称"概念的运用存在差异

人教版、北师大（郭玉英）版、沪科五四版等版本在实验结论中以"像与物体关于镜面对称"为归纳结论，并利用数学对称知识进行表述；而沪科版、教科版等版本则从像与物的位置关系角度分别描述，结构略有不同。引入对称概念则有助于培养学生的跨学科思维，但在实际操作中需要学生对对称有清晰的数学认知。

1.5  各版本教材编写特色与核心亮点

每个版本在遵从《新课标》基本要求的前提下，做出了独具匠心的编写设计和价值判断。人教版以"问题驱动"为灵魂，情境从国家大剧院的倒影到生活中的镜子，层层递进地激发探究动机；在实验设计中突出"等效替代法"的教育价值。教科版的优势是"科学探究"的完整方法论，在"实验探究：平面镜成像的特点"标题下系统呈现猜想、设计、证据、结论的探究链条；最独特的创新是引导学生"把手伸过去……""摸"烛火，通过亲手触摸"摸不着"的烛焰，以亲身体验突破虚像概念难点。苏科版以完整的探究流程训练学生科学探究能力，以"浇不灭的烛焰"为"锚点"贯穿教学始终，强调探究活动对学生探究能力培养的奠基作用。

沪科版的优势是逻辑递进的教学设计，先建立实像与虚像概念再探究成像特点。沪科五四版将"合理设计实验方案，选择合适的实验器材"的探究能力培养作为教学重点。沪科粤教版编排相对简洁，但结构清晰、重点突出。北师大（李春密）版将科学探究的全过程予以充分展开，测量与比较的主体思路十分明确，突出证据获得与科学推理。北师大（郭玉英）版突出"教一学一评一致性"的理念，评估交流环节设计完善。鲁科五四版以教学结构创新为亮点，从"能量观念"角度诠释虚像概念，融入"猴子捞月"的故事情境，将科学与社会议题相互渗透。

2  "探究平面镜成像的特点"实验设计对比

2.1  探究实验的核心逻辑：变不可测量为可测量

"探究平面镜成像的特点"实验的核心科学问题是"如何确定虚像的位置"，是整个实验设计的逻辑起点。九个版本新教材在核心思路层而达成了高度共识，用替代法将不可直接测量的虚像位置转化为可测量的物理量。

各版本教材均以玻璃板代替平面镜，利用其既能反射成像又能透光的特性，以能够与像完全重合的相同物体（蜡烛、棋子、蜡烛灯等）替代像本身，从而实现对像的位置和大小这两个物理量的间接测量。在"用替代和重合确定像的位置"设计思路下，各版本在素材选择上呈现丰富多样的特点，九个版本新教材"用替代和重合确定像的位置"比较如表3所示。

由表3可知，多数版本采用蜡烛作为成像物体，苏科版独具特色地使用跳棋棋子替代蜡烛，避免了烛焰晃动和火灾隐患，显示教材编写对实验安全性的深刻考量。北师大（李春密）版创新性地用电子蜡烛作为光源，其最大优势是蜡烛 A 和蜡烛 B 的高度可以根据实验需要进行调节，能够更严谨地验证像与物的大小相等关系。沪科五四版教材使用蜡烛灯作为替代物兼顾安全与环保。

2.2  证据的获得：各版本实验操作流程

各版本实验在"证据获得"环节均遵循"放置器材→确定像位→比较大小→测量距离→多次实验"的基本路径，九个版本新教材证据获得比较如表4所示。

特别值得注意的是各版本对于"像与物大小相等"的证据支撑力度的差异，北师大（李春密）版通过调节电子蜡烛高度，能够更严谨地验证像与物大小相等的规律。人教版要求"换用长度不同的蜡烛，再做几次实验；实验时注意观察蜡烛像的大小和蜡烛的大小是否相同"，但只用大小相同的蜡烛通过一次重合就得出结论的现象依然存在。大多数版本虽然要求"多次实验"，但对于"像的大小与物体大小始终相等，与物距变化无关"的规律，证据链的设计尚有优化空间。

2.3  结论归纳：结论内核一致，表述殊途同归

各版本新教材对实验结论的表述具有高度一致性，均归纳出"平面镜所成的像是虚像，像与物体大小相等，像与物体到平面镜的距离相等"等核心规律，仅在"像与物体的连线与平面镜垂直"这一规律的呈现方式上存在一定差异。

人教版和北师大（李春密）版明确提出"像与物体关于镜面对称"，通过包括等大、等距、垂直关系的严谨逻辑体系，完成对平面镜成像规律最简洁完备的数学抽象。沪科五四版引导学生基于实验数据自主总结结论，教科版通过模拟实验对"像与物关于镜面的关系"进行验证，鲁科五四版则结合"能量观念"与光的反射定律对成像原理作出解释，明确指出"平面镜所成的像是光的反射形成的，像与物体关于镜面对称"。

2.4  各版本光路图引入时机与原理阐释方式

在学生通过实验探究得出平面镜成像的基本规律之后，各个版本新教材还进一步从原理层面加以阐释，平面镜所成的像究竟是如何形成的？此时涉及"光路图"的教学环节，九个版本新教材光路图引入时机与原理阐释的比较如表5所示。

人教版教材原理阐释最为经典规范，"光源 S 向四处发光一些光经平面镜反射后进入了人的眼睛……人会感觉这些光好像是从进入人眼光线的反向延长线的交点 S '处发出的， S '就是 S 在平面镜中的像"，抓住了人眼以"光沿直线传播经验"判断光源方向的认知本质，解释了虚像的形成原理。北师大（李春密）版在"相关链接"中以严谨的逻辑推导，"理论推理与实验结果是完全吻合的"，实现了实验规律与理论原理的完美统一。苏科版将此内容安排在"光的反射"一节中处理。

值得注意的是，部分版本未在光路图教学中系统给出完整的作图方法及步骤，而人教版"高端备课"研究也指出此问题，这提醒我们在教学实践中需要加以深化和补充。

2.5  特殊处理：苏科版的茶色玻璃板选择

苏科版在实验设计中选用"茶色玻璃板"作为实验器材，是颇具针对性的设计安排。茶色玻璃板上下两层间夹有茶色颜料，可有效减弱后反射面的反射光强度，使实验者在玻璃板前方观察到清晰且亮度最高的反射像，避免因两个反射面同时反射形成重影的问题。这一设计大幅降低了实验操作过程中学生辨别像的难度，削减了实验难度，提升了首次探究活动的成功率。该细节层面的优化设计，充分体现了教材编写者对学情特征与实验细节的深入考量。

3  教学启示

(1）以虚像认知难点为切入口，灵活安排"虚像概念"的教学顺序。教学中可结合学生认知水平与实际教学情况灵活选择教学方案：若学生空间想象能力较强，可采用鲁科五四版"概念先行"的思路，提前完成"虚像"概念的建构；若学生思维发展水平相对滞后，则可借鉴苏科版"在探究中融入概念界定"的处理方式，遵循"先探究、再界定、系统巩固"的"螺旋式上升"思路推进教学。

(2）巧妙运用等效替代法，深化科学方法教育。可引导学生自主发现"用玻璃板代替平面镜""用相同物体在镜后确定像的位置"实质上是同一科学方法的延伸应用，使学生既掌握平面镜成像的特点，又领悟通过替代手段间接研究不可直接测量物理量的方法论意义。

(3）强化证据收集的严谨性，避免验证式探究的平庸化。"探究平面镜成像的特点"应当为真探究，而非预设性的伪验证。在教学实施过程中，可设计"换用长度不同的物体""多次改变物距并保持物体大小不变"等开放性任务，让学生完整经历从观察、猜想、设计实验、证据收集到归纳结论的科学探究全过程。

(4）充分发挥光路图教学的验证功能与"高观点统摄"作用。完成实验探究后，可及时引导学生运用光的反射定律分析并解释成像的基本原理；作图训练需规范到位，为学生奠定光路作图基础。教学中还可尝试构建从"光的反射定律"到"平面镜成像"再到"对称性表述"，即从物理规律到数学表达的完整逻辑链条，实现"科学探究"应有的理性深度。

4  结束语

九个版本新教材在"平面镜成像"内容编写方面呈现出"异彩纷呈，皆向素养"的特征，各版本均以《新课标》的要求为标准，契合初中学生认知发展的基本规律，秉持"从生活走向物理，从物理走向社会"的课程理念；在探究平面镜成像特点的实验设计上，各版本就"替代法"的应用形成共识；在虚像概念出现时机、实验方案详略取舍、科学方法呈现方式、对称性表述及光路图讲解深度等具体环节，开展了深度挖掘与多元探索，为教师因材施教、创造性地落实《新课标》要求提供了丰富多元的教材依托。

因此，最优的教材使用方式并非照本宣科，而应博采众长、为我所用：以人教版严谨的逻辑体系、教科版完整的探究引导、苏科版的安全设计、鲁科版的教学结构创新为参考，充分发挥教材的育人功能，真正落实培养学生核心素养的课程目标。

参考文献：

[1］中华人民共和国教育部．义务教育物理课程标准：2022年版［ M ］北京：北京师范大学出版社，2022.

[2]潘书朋．关于新版教材"平面镜成虚像"的编写设计：从"能量观念"的角度阐明实像与虚像的不同成因［]]．物理教学，2025,47(2):36-38.

[3］苏小东，新课标下"教一学一评"一致性教学设计：以平面镜成像为例［]]．实验教学与仪器，2025,42(9):42-44.

[4]宋定飞，李梓函，王素云。指向素养发展的"情境，探究，融合"教学实践研究：以"平面镜成像"教学为例［]]．物理教师，2025,46(4):46-50.

[5]吴娟妮．基于深度学习的初中物理大单元教学：以初中先学教学为例［]]．中学物理教学参考，2024,53(14):28-30.

（本文编辑：王萍、付杰）

学习随想

各版本教材呈现图如下。

人教版

北师大郭玉英全国版

北师大李春密北京版

教科版

沪科版

沪科五四班

鲁科五四班

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